Ultrahelisonikaatorid hüdraulikavedelike sonikaalse nihkestabiilsuse ASTM D5621 testimiseks

Standardne testimismeetod ASTM D5621 kirjeldab hüdraulikavedelike sonikaalse nihkestabiilsuse testimist ja nende viskoossust vastavalt temperatuuridel 40°C ja 100°C. Hüdraulikavedelike viskoossuse stabiilsuse testimiseks ja määramiseks nihke tingimustes on vaja usaldusväärset testimismeetodit. ASTM D5621 on standardiseeritud protokoll hüdraulikavedelike nihkestabiilsuse hindamiseks ultraheliliste nihkejõudude abil.

Hüdraulikavedelike ultraheliline nihkestabiilsuse testimine standardi ASTM D5621 järgi

ASTM D5621 on standardiseeritud protokoll hüdraulikavedelike viskoossuse languse määramiseks sonikaalse nihke korral. Seetõttu rakendatakse hüdraulikavedeliku proovidele ultraheliliste nihkejõude, et hinnata nihkestabiilsust. Sobib ideaalselt polümeere sisaldavatele hüdraulikaõlidele ja mootoriõlidele.
Eesmärk: Hüdraulikavedelikud (spetsiaalsed määrdeained), mootoriõlid, autode ülekandevedelikud, traktorivedelikud ja muud jõuülekandevedelikud puutuvad tavapärasel kasutamisel kokku erineva astmega nihkejõududega, mis võib põhjustada viskoossuse muutusi ja sellest tulenevat tõhususe langust. Hüdraulikavedelike viskoossusindeksi parandamiseks lisatakse sellistele hüdraulikavedelikele polümeere (nt kammpolümeere). ASTM D5621 test uurib viskoossuse muutusi polümeere sisaldavates vedelikes, mis on avatud ultraheli tekitatud nihkejõududele, nn sonikaalsetele nihkevibratsioonidele.
Rakendus: ASTM D5621 standardprotokolli eesmärk on määrata proovi viskoossus nihkepinge all. See test on hüdraulikavedelike jaoks oluline, sest hüdraulikavedelikud kui jõuülekandevedelikud puutuvad kokku nihkega. Nende käitumine teatud nihketingimustes tuleb kindlaks määrata, et valida sobiva kvaliteediga hüdraulikavedelik kasutamiseks konkreetsetes masinates ja mootorites.
Protseduur: Esmalt määratakse hüdraulikavedeliku algviskoossus. Seejärel asetatakse proov katsekeeduklaasi, tempereeritakse katsetemperatuurini ja töödeldakse ultraheli vibraatoriga (st sonikaalse nihke seadmega) ettenähtud katseaja jooksul. Pärast seda mõõdetakse sonikeeritud proovi viskoossus. Aruandes esitatakse algviskoossus, lõppviskoossus ja viskoossuse muutuse protsent sentistoksides.

Seadmed hüdraulikavedelike sonikaalse nihkestabiilsuse standardse testimismeetodi ASTM D5621 jaoks

Standardis ASTM D5621 kirjeldatud ja standardiseeritud protseduuri läbiviimiseks on vaja ettenähtud seadmeid.

• Ultraheli sonikaator: fikseeritud sagedusega sondtüüpi ultraheli nihkeseade koos ultraheli sarvega (tuntud ka kui sond või sonotrood). Tüüpiline ultraheliseade, mida kasutatakse ASTM D2603 testimiseks, on UP400ST (24kHz, 400W) koos ultraheli sondiga (sarv / sonotrood) S24d22.

Ühtlase jõudluse ja korratavate tulemuste tagamiseks soovitatakse kasutada järgmisi abiseadmeid:

• Vee- / jäävann: Jahutusveevann või jäävann, mis suudab hoida mantli temperatuuri 0°C juures.
• Temperatuuriandur, näiteks PT100 (kuulub ultraheliseadmete UP400ST komplekti)
• Griffini 50mL keeduklaas, valmistatud borosilikaatklaasist.
• Helikaitsekarp (valikuline): Helikaitsekarp (nt helikaitsekarp SPB-L seadmele UP400St), mis ümbritseb ultraheli sarve, et vähendada sonikaalse nihke seadme tekitatud müra taset.
• Viskosimeeter: Sobib mis tahes viskosimeeter ja vann, mis vastavad testimismeetodi D445 nõuetele.

Sonikaalse nihke test vastavalt standardile ASTM D6080

“Hüdraulikavedelike viskoossusklassifikatsioonisüsteem on defineeritud standardis ASTM D6080. Klassifikatsioonisüsteem D6080 kasutab hüdraulikavedelike sonaarse nihkestabiilsuse standardset katsemeetodit ASTM D5621 (edaspidi sonaarse nihke test) mitmeklassiliste hüdraulikavedelike viskoossusklassi määratlemise alusena (ASTM D5621). Protseduuris D5621 kiiritatakse polümeeri sisaldavat õli 40 min jooksul sonaarse ostsillaatoriga. Polümeeri lagunemine sonaarse meetodi toimel on tingitud energilisest tühimike tekkest ja kollapsist vedelikus, nagu see võib toimuda vedeliku kavitatsiooni tingimustes. On leitud, et see püsiva viskoossuskao määramise meetod tekitab viskoossuse muutusi, mis on sarnased lamell-, hammasratas- ja kolbpumpade rakendustes täheldatutega. Samuti on teatatud korrelatsioonidest pumba mahulise kasuteguriga. Kõrge VI-ga vedelikud, mis näitasid sonaarse nihke testis väiksemat püsivat viskoossuskadu, tagasid parema pumba mahulise kasuteguri.” (Michael et al., 2018).
Michael et al. (2018) leidsid samuti, et selle konkreetse uuringu puhul korreleerus sonaarse nihke test ASTM D5621 meetodi järgi kõige paremini katse lõpus tehtud viskoossusmõõtmistega.

Miks Hielscheri ultraheli sonikaatorid nihkestabiilsuse testideks vastavalt standardile ASTM D5621?

Hielscher Ultrasonics tarnib suure jõudlusega ultraheli nihkeseadmeid nihkestabiilsuse testideks vastavalt standarditele ASTM D5621 ja ASTM D2603. Fikseeritud sagedusega ja usaldusväärse ultraheli nihkevõimsusega Hielscheri ultraheli nihkeseadmed sobivad ideaalselt hüdraulikavedelike nihkestabiilsuse hindamiseks. Hielscheri sonikaatorid on varustatud nutika tarkvara ja seadistustega, mis võimaldavad teha keerukaid teste vastavalt ASTM standarditele. Menüü on hõlpsasti kättesaadav digitaalse puuteekraani või brauseri kaugjuhtimise kaudu. Kuigi sagedus on fikseeritud, mis on oluline usaldusväärsete sonikeerimistulemuste ja ASTM standardite jaoks, saab amplituudi täpselt seadistada soovitud võnkeliigutuse löögiefektile.
Hielscheri sonikaatorite kalibreerimine on lihtne ning seda saab kiiresti ja hõlpsasti teha keerukama menüü kaudu. Kõik digitaalsed sonikaatorid on varustatud ühendatava temperatuurianduriga, mis salvestab pidevalt proovi temperatuuri ja edastab selle tagasi ultraheligeneraatorile, kus kõik olulised sonikeerimisandmed, nagu amplituud, sonikeerimisaeg ja -kestus, temperatuur ja rõhk (kui rõhuandur on paigaldatud), salvestatakse automaatselt sisseehitatud SD-kaardile. Need nutikad funktsioonid võimaldavad usaldusväärseid ja reprodutseeritavaid ultraheli nihketeste ning muudavad kasutamise kasutajasõbralikuks ja ohutuks.
Hielscher Ultrasonicsi seadmed nihkestabiilsuse testideks vastavad nii standardile ASTM D-5621 kui ka standardile ASTM D-2603.

UP400St sagedus on fikseeritud 24kHz ja seetõttu vastab see standardile ASTM D5621. Tüüpiline ASTM D5621 testi seadistus on ultraheli nihkesüsteem UP400ST koos sondiga (sarv / sonotrood) S24d22.